Датчик кислорода является одним из важнейших компонентов выхлопной системы транспортного средства, от которого в немалой степени зависит продуктивность двигателя. Рассмотрим составляющие датчика и принцип его функционирования, для проведения самостоятельной диагностики выхлопной системы.
Датчик кислорода, расположен в системе выпуска отработанных газов.В зависимости от особенностей двигательной системы и совокупности выпуска газов, количество датчиков кислорода может различаться. Как правило, в составе выхлопной системы современного транспортного средства устанавливаются от одного до пары анализаторов. Первый лямбда-зонд, как правило, монтируется сразу после коллектора выпуска газов. Таким образом, выходящие из выхлопной системы газы попадают на действующую поверхность устройства. В случае если транспортное средство оснащено вторым датчиком кислорода, как правило, он останавливается за катализатором.
Каждый современный автомобиль в обязательном порядке оснащается датчиком кислорода – лямбда-зонд. Датчик получил широкое распространение в автомобилестроении, благодаря введенным нормам экологии. Как известно, выхлопные газы содержат определённое количество вредных веществ, попадающих в атмосферу. Сегодня, во всём мире предусмотрен предельно допустимый порог вредных веществ, содержащийся в выхлопных газах. В некоторых странах Европы, разрешается эксплуатация автомобиля, только при оснащении высоко экологичным двигателем. В нашей стране, нормы экологии менее суровы, но всё же основные меры по снижению примесей в отработанных газах предусмотрены на каждом авто.
Помимо анализатора — Лямбда зонд, выхлопная система современного транспортного средства имеет в своем составе катализатор, который также служит для уменьшения уровня токсичности выходящих газов. Как известно для продуктивной работы катализатора требуются определенные условия. Катализатор позволяет эффективно снизить показатели токсичности выхлопной смеси, при соответствующем контроле за совокупностью топлива и воздуха. В другом случае катализатор стремительно снижает свою продуктивность и в этот момент совокупность выпуска газов использует анализатор кислорода.
Промежуток продуктивной функции катализатора достаточно узкий. В данном случае лямбда равна единица. Для поддержания правильности работы, необходима правильная и продуктивная работы системы обеспечения с электронным впуском смеси. При этом обратный цикл предусматривает анализатор воздуха. Именно для того, чтобы обеспечить продуктивную работу выхлопной совокупности, Лямбда зонд монтируется перед началом катализатора.
Анализатор воздуха – лямбда-зонд, вырабатывает специальный сигнал, который в дальнейшем передается ЭБУ системы формирования смеси. После того как электронный блок управления совокупности формирования смеси принимают электронный сигнал от анализатора воздуха, он регулирует топливо-воздушную смесь путём изменения подаваемого в цилиндры состава. Как известно, некоторые модели машин оснащаются вторым анализатором кислорода, установленным на выходе катализатора. Такое устройство выхлопной системы позволяет эффективно увеличить правильность создания топливовоздушной смеси. Также дополнительный анализатор позволяет контролировать функцию катализатора, для того чтобы он смог эффективно выполнять свою роль и сокращать объем вредных примесей в отработанных газах.
Большинство современных производителей, изготавливают анализатор кислорода из сплава циркония. Также в составе элемента предусмотрена керамическая часть, которая является источником тока, изменяющим заряд в зависимости от показателей температуры и кислорода. Поверхность датчика кислорода, взаимодействует с воздухом и газами внутри системы. Исходя из показателей насыщенности выходящей смеси кислородом, анализатор формирует определенный сигнал. Контрольное устройство принимает сигнал анализатора и сопоставляет его с допустимым показателем, заложенным в прошивке. В случае если полученный параметр отличается от необходимого, электронный блок контроля за топливной смесью изменяет насыщенность состава в необходимую сторону. Благодаря данному принципу, возникает обратная связь между блоком управления и анализатором. Точная настройка топливовоздушной смеси, способствуют правильной функции двигателя, снижению токсинов в отработанных газах и правильному потреблению топлива.
В ходе эксплуатации транспортного средства, лямбда-зонд функционирует в сложных условиях. В связи с этим, как и любое устройство автомобиля он подвержен постоянному износу и нередко приходит в неисправность. Нарушение функции анализатора кислорода в значительной мере влияет на продуктивность двигательной системы и способствует увеличению расхода бензина. В связи с этим выхлопная система требует своевременной диагностики и регулярного обслуживания.
Как правило, к нарушению функции датчика кислорода переводит ряд совокупностей, среди которых наиболее распространены:
Как правило, для выявления неисправностей лямбда-анализатора не требуется проведение дорогостоящей диагностики и обращения в специализированной сервис. Дело в том, что несмотря на свои небольшие габариты, датчик кислорода выполняет довольно важную функцию и при нарушении его структуры в значительной мере нарушается работа двигательной системы. Поэтому, на неисправность лямбда-анализатора указывают вполне заметные признаки.
Обратить внимание на состояние лямбда-зонд, нужно при возникновении следующих неисправностей:
Диагностика лямбда-зонд.
Для проведения диагностики, нам потребуется: оригинальная инструкция завода изготовителя, цифровой вольтметр, осциллограф. Перед проведением диагностики анализатора кислорода, двигатель автомобиля необходимо прогреть. Рассмотрим основные этапы проверки устройства.
1. Первым шагом, необходимо ознакомиться с оригинальной инструкцией завода-изготовителя. Производитель укажет месторасположение контрольного устройства, а также его основные параметры.
2. Далее, необходимо проверить все показатели, которые могут повлиять на неправильную работу анализатора: напряжение в сети транспортного средства, угол опережения зажигания, функция системы топливной подачи. Помимо этого, необходимо обратить свое внимание на герметичность проводников и провести визуальную диагностику внешних механизмов.
3. Теперь находим анализатор кислорода, согласно инструкции производителя. После этого, необходимо провести визуальную диагностику измерительного прибора.В случае если керамическая часть анализатора имеет нагар, то датчик подлежит обязательной замене. К образованию налёта на керамической части анализатора, чаще всего приводит использование топливной смеси низкого качества. Если визуальная диагностика показала приемлемое состояние анализатора, необходимо продолжить проверку.
4. Следующим этапом, отключаем анализатор и подключаем его проводники к электроизмерительному прибору. Далее, запускаем автомобиль и нажимаем на педаль газа до достижения оборотов: две с половиной тысячи в минуту. Теперь, при помощи устройства для насыщения состава снижаем показатели оборотов до двухсот в минуту.
5. В случае если транспортное средство оснащено электронным контролем топливной системы, удаляем в окно трубку регулятора давления и обращаем внимание на показатели измерительного прибора. Если показатели вольтметра приближены к отметке 0, 9 Вт, то анализатор кислорода исправен. На неисправность лямбда-датчика, укажет отсутствие реакции измерительного прибора или показатель ниже 0,8 Вт.
6. Следующим этапом необходимо проверить насыщенность топливовоздушной смеси. Используя вакуумную трубку, необходимо обеспечить подсос воздуха. В случае если анализатор работает правильно, показания измерительного прибора не будут превышать отметки 0, 2 Вт.
7. Завершающим этапом, необходимо проверить работу анализатора на практике. Для этого подключаем устройство к разъему подачи топлива и параллельно устанавливаем электроизмерительные приборы. При этом необходимо увеличить оборот задержки до 1500 минуту. Об исправности контрольного устройства, сообщат показатели прибора — 0, 5 Вт. При иных показателях, лямбда-зонд подлежит обязательной смене.
Выхлопная система играет важную роль в работе транспортного средства. Для поддержания должной продуктивности двигателя, а также для увеличения срока эксплуатации ДВС, необходимо своевременно диагностировать и обслуживать совокупность выпуска отработанных газов. Лямбда анализатор, сравнительно простое и небольшое устройство, при этом выполняющее ответственную функцию в формировании рабочей смеси. Поддержание работоспособности датчика, позволит сохранить функцию ДВС и сохранить оптимальный расход бензина. Проверить и заменить анализатор достаточно просто своими руками, при этом данная процедура позволит сэкономить на ремонте важнейшей системы авто.
Удачной диагностики!
carmend.ru
Для того, чтобы сделать более понятной тему кислородного датчика и упростить проверку в авторемонтной мастерской, мы хотели бы в данном статье рассмотреть устройство, принцип работы и различные возможности проверки кислородного датчика.
Как правило, работоспособность кислородного датчика проверяется при обычной проверке выхлопных газов двигателя. Так как кислородный датчик подвержен определённому износу, то его нужно регулярно (примерно после каждых 30.000 км пробега) проверять на надёжность работы, например, в рамках технического осмотра.
Вследствие ужесточения законов об ограничении вредных автомобильных выхлопов технологии последующей обработки выхлопных газов были значительно улучшены. Для обеспечения оптимальной работы катализатора выхлопных газов требуется оптимальное сгорание топлива. Это достигается за счёт состава рабочей смеси из расчёта 14,7 кг воздуха на 1 кг топлива (стехиометрическая смесь). Эта оптимальная смесь обозначается греческой буквой λ (лямбда). Показатель лямбда отражает соотношение между теоретической потребностью в воздухе и фактическим его поступлением.
Принцип действия кислородного датчика основан на сравнительном измерении кислорода. Это означает, что остаточное содержание кислорода в выхлопных газах (около 0,3% — 3%) сравнивается с содержанием кислорода (около 20,8%) в окружающем воздухе. Если содержание кислорода в выхлопных газах составляет 3% (обеднённая смесь), то в результате возникшей разницы с содержанием кислорода в окружающем воздухе возникает сигнал напряжением 0,1 вольт. Если содержание кислорода в выхлопных газах меньше 3% (богатая смесь), то напряжение сигнала датчика в результате увеличения разницы с содержанием кислорода в окружающем воздухе возрастает до 0,9 вольт. Измерение остаточного содержания кислорода производится при помощи различных кислородных датчиков.
Зонд этого типа состоит из продолговатого полого внутри стержня, изготовленного из керамики на основе окиси циркония. этого твёрдого электролита заключается в том, что при около 300 °С он становится проницаемым для ионов кислорода. Обе стенки этого керамического элемента покрыты тонким пористым слоем платины, который служит электродом. С внешней стороны элемент обтекается выхлопными газами, внутренняя часть заполнена воздухом для сравнения. Вследствие различной концентрации кислорода по обеим сторонам происходит обусловленное особенностями керамического элемента перемещение ионов кислорода, которое вызывает образование электрического потенциала. Это напряжение используется как сигнал для управляющего устройства, которое изменяет состав рабочей смеси на основании остаточного содержания кислорода в выхлопных газах. Этот процесс — измерение остаточного содержания кислорода в выхлопных газах и обогащение или обеднение рабочей смеси — повторяется многократно в течение одной секунды, для получения соответствующей стехиометрической смеси.
Этот тип датчиков изготовлен из керамики на основе окиси титана – по многослойной технологии. Окись титана имеет свойство изменять своё сопротивление пропорционально содержанию кислорода в выхлопных газах. При высоком содержании кислорода (обеднённая смесь λ > 1) проводимость становится меньше, при малом содержании кислорода (богатая смесь λ < 1) проводимость лучше. Для работы этого датчика не нужно иметь эталонный воздух для сравнения, однако через систему резисторов к нему должно подводиться от управляющего устройства напряжение 5 вольт. Вследствие падения напряжения на резисторах образуется сигнал, необходимый для работы управляющего устройства.
Оба измерительных элемента размещены в одинаковых корпусах. Защитная трубка предохраняет находящиеся в зоне действия выхлопных газов датчики от повреждений.
Подогрев кислородных датчиков: первые кислородные датчики не имели подогрева, поэтому их нужно было устанавливать рядом с двигателем, чтобы быстрее довести их до рабочей температуры. Сегодня кислородные датчики оснащены автономным подогревом. Поэтому их можно устанавливать на расстоянии от двигателя. Преимущество: они больше не подвергаются высоким тепловым нагрузкам. Благодаря автономному подогреву они быстро разогреваются до рабочей температуры, поэтому отрезок времени, в течение которого кислородный датчик не выполняет свои функции, очень мал. Также устраняется опасность переохлаждения на холостом ходу, когда температура выхлопных газов низкая. Кислородные датчики с подогревом имеют очень малое время срабатывания, что положительно влияет на скорость управления.
Кислородный датчик показывает обеднённый или богатый характер рабочей смеси в области λ = 1. С помощью широкополосного датчика мы получаем возможность получать точные значения λ как в области обеднённой (λ > 1), так и в области богатой (λ < 1) смеси. Датчик вырабатывает точный электрический сигнал, поэтому можно устанавливать любую паспортную характеристику, например, для дизельных двигателей, ДВС, работающих на обеднённой смеси, газовых двигателях и двигателях на газовых тепловых элементах. Широкополосный датчик работает, как и обычный датчик, по принципу сравнения с наружным воздухом. Дополнительно он имеет электрохимическую ячейку: нагнетательную ячейку. Через небольшое отверстие в ней выхлопной газ попадает в измерительную камеру — диффузионную щель. Для того, чтобы точно определить X здесь происходит сравнение содержания кислорода в наружном воздухе, служащем эталоном. Для получения управляющего сигнала к нагнетательной ячейке приложен электрический потенциал. Благодаря этому напряжению кислород из выхлопных газов подаётся в диффузионную щель или отводится из неё. Управляющее устройство регулирует величину напряжения таким образом, чтобы в диффузионной щели состав газов оставался постоянно равным λ =1 Если смесь обеднённая, то через нагнетательную ячейку кислород отводится наружу. Образуется положительный ток. Если смесь богатая, кислород из эталонного воздуха подаётся внутрь. Образуется отрицательный ток. При λ = 1 в диффузионную щель кислород не подаётся, ток равен нулю. Управляющий прибор оценивает этот ток, задаёт λ и, следовательно, состав рабочей смеси.
В V-образных и оппозитных двигателях с двухпоточным отводом выхлопных выхлопных газов используется обычно два датчика. Для каждого ряда цилиндров имеется свой собственный контур регулирования, который может составом смеси. Но и в двигателях по рядной схеме устанавливаются кислородные датчики для отдельных групп цилиндров (например, для цилиндров (1-3 и 4-6). В новейших двенадцатицилиндровых двигателях применяется до восьми кислородных датчиков. После введения процедуры EOBD должна проверяться работоспособность катализатора. Для этого дополнительные кислородные датчики устанавливаются после катализатора. С их помощью определяется способность катализатора накапливать кислород. Задача датчика, установленного после катализатора такая же, как и датчика, установленного перед катализатором. В управляющем устройстве сравниваются амплитуды кислородных датчиков. Вследствие способности катализатора накапливать кислород, амплитуды напряжения датчика, расположенного после катализатора, очень малы. Если накопительная способность катализатора падает, то амплитуды напряжения датчика после катализатора возрастают вследствие повышенного содержания кислорода. Высота амплитуд, которые возникают в датчике после катализатора, зависит от конкретной накопительной способности катализатора в данный момент, и изменяются с изменением числа оборотов и нагрузки. Поэтому при сравнении амплитуд учитываются также нагрузка и число оборотов. Если, несмотря на это, амплитуды напряжений обоих датчиков примерно одинаковы, накопительная способность катализатора исчерпана, например, в результате старения.
В автомобилях, оснащённых собственной системой диагностики, возникающие в цепи регулирования неисправности распознаются самостоятельно и регистрируются в банке неисправностей. Сигнал неисправности показывается, как правило, миганием контрольной лампочки состояния двигателя. Для определения причины неисправности достаточно открыть с помощью прибора для диагностики банк регистрации неисправностей. Более старые системы не в состоянии определить, возникла ли данная неисправность по причине неисправной детали или, например, из-за дефекта кабеля. В этом случае автомеханик должен применить и другие способы проверки. В ходе EOBD в процесс проверки кислородных датчиков были включены: крепление проводников, эксплуатационное состояние, проверка на короткое замыкание на массу управляющего устройства, короткое замыкание на плюс, разрыв кабеля и старение кислородного датчика. Для определения сигналов кислородных датчиков в управляющем устройстве используется частота сигнала. Помимо этого, устройство рассчитывает следующие данные: максимальное и минимальное значения распознаваемого напряжения, время между положительным и отрицательным срезом, диапазон регулирования датчика по величине для обеднённой и богатой смеси, порог регулирования, напряжение датчика и длительность периода.
При запуске двигателя все старые значения минимум и максимум, сохранённые в управляющем устройстве, стираются. Значения минимум и максимум, задаваемые нагрузкой и числом оборотов, устанавливаются во время езды.
Если порог регулирования в результате скачка напряжения превысил верхний предел, то включается замер времени между положительным и отрицательным срезами. Если порог регулирования в результате скачка напряжения упал ниже нижнего предела, то замер времени прекращается. Отрезок времени между началом и окончанием замера времени измеряется счётчиком.
Если датчик сильно состарился или, например, засорился топливными добавками, то это оказывает влияние на сигнал датчика. Сигнал датчика сравнивается с сохранённым сигналом. Медленно реагирующий датчик распознаётся, например, по периоду длительности сигнала, и регистрируется как неисправность.
Обычно перед каждой проверкой должен проводиться визуальный контроль, чтобы быть уверенным в том, что кабель и разъём исправны. Прибор для контроля выхлопных газов не должен показывать утечек. Для измерительным прибором рекомендуется использовать удлинитель. Нужно следить за тем, чтобы регулирование ? в отдельных эксплуатационных режимах было выключено, например, во время холодного запуска, до датчика, достижения рабочей температуры и при полной нагрузке.
Одним из самых быстрых и простых способов проверки является измерение с помощью четырёхконтурного прибора контроля выхлопных газов. Проверка проводится в обычном для такого контроля режиме. При нагретом двигателе снимают шланг, как бы добавляя излишний мешающий воздух. Вследствие изменившегося состава выхлопных газов изменяется рассчитанный и показанный тестером показатель λ. При определённом значении λ система подготовки рабочей смеси должна распознать его и в течение определённого времени (как и при AU, равном 60 секундам) произвести регулировку. Если мешающую излишнюю величину убрать, то значение λ должно вернуться в первоначальное положение. Обычно при этом должны учитываться размеры мешающей величины и значения λ, данные производителем. При этом способе проверки определяется общая работоспособность регулятора λ. Проведение проверки электрическими методами невозможно. При этом способе существует опасность того, что современные системы управления двигателем, несмотря на та неработающий регулятор λ, благодаря точному распознаванию нагрузки , будут готовить рабочую смесь так, чтобы λ = 1.
Для проверки нужно использовать только высокоомный тестер с цифровой или аналоговой шкалой. Тестер с небольшим внутренним сопротивлением (обычно аналогового типа)будет сильно перегружать сигнал кислородного датчика и искажать его. Вследствие быстрого изменения напряжения лучше всего сигнал изучать на аналоговом приборе. Тестер включается параллельно сигнальному проводнику (чёрный проводник, смотри электрическую схему) кислородного датчика. Шкалу тестера установить на 1 или 2 вольта. После запуска двигателя на шкале появляется значение между 0,4-0,6 вольт (рекомендуемое напряжение). После достижения эксплуатационной температуры двигателя и кислородного датчика прежде устойчивое напряжение начинает изменяться между 0,1 и 0,9 вольт. Для достижения правильного результата измерения двигатель должен работать на скорости 2.500 оборотов. Благодаря этому обеспечивается нагревание датчиков, работающих без системы подогрева, до эксплуатационной температуры. Иначе, вследствие недостаточной температуры выхлопных газов в режиме холостого хода, существует опасность того, что датчик, работающий без системы подогрева, охладится и не будет генерировать никаких сигналов.
С помощью осциллоскопа нагляднее всего представить сигнал кислородного датчика. Основным условием, как и при проверке с помощью тестера, является разогрев двигателя, а также датчика до эксплуатационной температуры. Осциллоскоп подключается к сигнальному проводнику. Диапазон измерений зависит о типа осциллоскопа. Если прибор оснащён системой автоматического распознавания сигнала, то она должна быть включена. При ручной системе регулирования устанавливаем шкалу напряжений на 1-5 вольт и время на 1-2 секунды.
Вращение двигателя должно составлять примерно 2.500 оборотов. Переменное напряжение изображается в виде синусоиды. Этот сигнал характеризуется следующими параметрами: высота амплитуды (максимальное и минимальное напряжение 0,1 -0,9 вольт), время срабатывания и длительность периода (частота примерно 0,5-4 Гц, то есть до четырёх раз в секунду)
Различные производители предлагают для проверки кислородных датчиков специальные тестеры. Этот прибор показывает работоспособность кислородного датчика при помощи светодиодов. Подключение производится, как и при использовании тестера и осциллоскопа, к сигнальному проводнику кислородного датчика. Как только датчик достигнет рабочей температуры и начнёт работать, светодиоды начнут мигать — в зависимости от состава рабочей смеси и прохождения напряжения (0,1-0,9 вольт) датчика. Все данные по установке данных прибора приводятся для измерения напряжения кислородного датчика из оксида циркония (принцип скачка напряжения). Для датчиков из оксида титана устанавливается диапазон 0-10 вольт, измеряемые напряжения колеблются в пределах 0,1-5 вольт. Следует руководствоваться данными производителя. Наряду с электронным контролем выводы о работоспособности датчика позволяет сделать также состояние защитной трубки собственно элемента датчика:
Защитная трубка покрыта толстым слоем копоти: двигатель работает на слишком богатой смеси. Датчик нужно заменить и устранить причины, ведущие к образованию богатой смеси, чтобы предотвратить новое загрязнение зонда копотью.
Блестящие отложения на защитной трубке: использования топлива с большим содержанием свинца. Свинец разрушает элемент датчика. Датчик нужно заменить, также нужно проверить катализатор. Заменить топливо, содержащее свинец, на топливо без свинца.
Светлые (белые или серые) отложения на защитной трубке: в двигателе сгорает масло, дополнительная присадка к топливу. Датчик нужно заменить, а также устранить причины сгорания масла.
Неправильная установка: в результате неправильной установки можно повредить кислородный датчик так, что он больше не будет обеспечивать надёжную работу. При установке нужно пользоваться только специальным монтажным инструментом, обращать внимание на величину крутящего момента.
Проверяется внутреннее сопротивление и подача напряжения на подогрева нагревательный элемент. Для этого отсоединить разъём кислородного кислородного датчика. Омметром со стороны датчика замерить сопротивление нагревательного элемента на обоих проводниках. Оно должно быть в пределах между 2 и 14 Ом. Замерить вольтметром подачу напряжения со стороны автомобиля. Напряжение должно составлять > 10,5 вольт (напряжение сети).
Существует целый ряд типичных дефектов кислородных датчиков, которые возникают очень часто. Предлагаемый перечень показывает, какие причины могут вызвать неисправность:
Если кислородный датчик подлежит замене, то при установке нового датчика следует соблюдать следующие требования:
[sam id=5]
www.avtodiagnostika.info
Ежегодно в мире ужесточаются экологические нормы. Сейчас каждый автомобиль укомплектован системой фильтрации отработавших газов. И если на дизельных моторах эту функцию выполняет сажевый фильтр и система SCR, то на бензиновых все несколько иначе. Здесь используется каталитический нейтрализатор. Именно он преобразует вредные металлы в экологически чистые оксиды. Однако его работа и эффективность зависима от электроники. Так, в конструкции автомобиля можно встретить широкополосный датчик кислорода. Что это за элемент, как он работает, как устроен и можно ли его проверить своими руками? Ответы на эти вопросы узнаете в нашей сегодняшней статье.
Что это за элемент? Широкополосный лямбда-зонд – это устройство, которое отвечает за измерение количества кислорода в выхлопных газах автомобиля. Благодаря работе данного элемента обеспечивается наиболее правильное смесеобразование и, как следствие, оптимальная и стабильная работа двигателя на всех его режимах. Процесс управления концентрацией кислорода в газах называют лямбда-регулированием.
Сам название «лямбда» происходит от греческого символа λ. В автомобилестроении данным символом обозначается коэффициент остатка воздуха в горючей смеси.
Устанавливается широкополосный лямбда-зонд в выхлопной системе. В зависимости от типа автомобиля, в конструкции может использоваться один или несколько таких датчиков. Так, первый устанавливается до катализатора, второй – после него. Внешне его можно увидеть не всегда. Например, на «Калине» первых поколений данный элемент расположен в районе днища. А начиная со второго поколения кислородный датчик (лямбда-зонд) монтируется прямо в выпускной коллектор, доступ к которому осуществляется из-под капота. Но в любом случае данный элемент будет выглядеть как некая форсунка, что торчит из трубы со жгутом проводов.
Отметим, что на старых автомобилях использовался не широкополосный датчик кислорода, а двухточечный. Он имеет простую конструкцию. Был заменен ввиду необходимости более точных показаний. Ведь чем правильнее смесь, тем более оптимальной будет работа двигателя в разных режимах и нагрузках. Кстати, некоторые устанавливают широкополосный датчик кислорода с показометром. Обычно это цифровой «будильник», который показывает соотношение бензина и воздуха в смеси в режиме реального времени. Зачастую используется для диагностики неисправностей авто. На заводе такой элемент не устанавливается.
Конструкция данного механизма предполагает наличие следующих элементов:
В основе механизма лежат два чувствительных электрода. Внешний имеет платиновое напыление, благодаря которому электрод сильно чувствителен к кислороду. Внутренний же изготовлен из циркония. Устанавливается датчик таким образом, чтобы сквозь него проходили отработанные газы. Внешний электрод улавливает О2, после чего измеряется потенциал между двумя наконечниками. Чем он выше, тем больше кислорода в системе.
Широкополосный датчик кислорода являет собой усовершенствованную конструкцию двухконтактного механизма. Отметим, что потенциал разницы измеряется под воздействием определенной силы тока.
Алгоритм действия данного элемента основывается на поддержке определенного напряжения. Оно составляет 0,45 В. Это стабильный показатель между двумя электродами датчика.
При снижении концентрации О2, напряжение между керамическим элементом возрастает. это свидетельствует о наличии обогащенной смеси. Данный сигнал моментально поступает в электронный блок управления. Последний на основаниях этих сигналов создает ток определенной силы на исполнительных устройствах (в том числе на форсунке). Та, в свою очередь, впрыскивает больше (или меньше, в зависимости от показаний) бензина в камеру. Если смесь бедная, датчик сигнализирует об этом ЭБУ таким же образом.
Стоит отметить, что работа чувствительных наконечников возможна только при достижении температуры в триста градусов Цельсия. Рабочий диапазон керамических электродов составляет от трехсот до тысячи градусов. Но как тогда действует элемент «на холодную»? Ранее на двухконтактных устройствах сигнал формировался от иных датчиков (расхода воздуха, положения заслонки и числа оборотов коленвала). Усредненное значение лямбды поступало на блок и тот формировал готовую смесь. Правда, значения эти были не всегда верными. Это не гарантировало оптимальную и стабильную работу двигателя внутреннего сгорания.
Поэтому в новом поколении датчиков (широкополосного типа) используется специальный подогреватель. Его функция – повысить температуру наконечников. Это необходимо, чтобы устройство включилось в работу сразу же после холодного старта двигателя. При достижении температуры в триста градусов, керамический элемент становится твердым электролитом, который пропускает сквозь себя ионы кислорода, скопившиеся на платиновой электродной сетке.
Нагревательный элемент расположен внутри корпуса датчика и питается принудительно от бортовой сети автомобиля.
Исходя из всего вышесказанного можно сказать, что работа стабильная работа двигателя внутреннего сгорания невозможна без широкополосного датчика. Именно этот элемент формирует сигнальные значения для ЭБУ, который впоследствии корректирует горючую смесь. Электронный блок является связующим звеном, который не только принимает импульсы, но и подает опорное напряжение 0,45 В на датчик. В зависимости от нагрузки двигателя внутреннего сгорания, режима его работы и рабочей температуры электроника подбирает наиболее оптимальное соотношение воздуха и топлива в смеси.
Считается, что идеальное соотношение – это 14,7 частей кислорода на одну часть бензина. При таком условии значение лямбды будет равно единице. Но не стоит забывать о таком значении, как коэффициент избытка воздуха. Если лямбда показывает выше единицы, значит, смесь будет обедненной. В таком случае в цилиндр поступит больше кислорода. Ежели лямбда ниже одного, значит, ЭБУ будет формировать обогащенную смесь. Так, в цилиндры поступит больше топлива, чем обычно.
Это довольно хрупкий элемент в автомобиле. Замена лямбда-зонда может понадобиться уже через 50 тысяч километров. Но как правило, на таком пробеге изнашиваются датчики отечественных авто. Если говорить об иномарках, замена лямбда-зонда может наступить через 100-120 тысяч километров. Точных цифр никто не регламентирует, поскольку ресурс зависит от многих факторов (вплоть до содержания свинца в бензине).
Как определить, что кислородный датчик (лямбда-зонд) требует замены? Узнать это очень просто. Поскольку датчик будет неисправен, на электронный блок заведомо поступят ошибочные сигналы и данные. В результате мотор будет работать нестабильно. Причиной тому является неправильно сформированная топливовоздушная смесь. Неисправность кислородного датчика широкополосного типа сопровождается:
Если появился хотя бы один из вышеперечисленных симптомов, это повод произвести детальную проверку широкополосного датчика кислорода.
Почему данный механизм может выходить из строя? Первая причина – это естественный износ. Если пробег автомобиля составил более 50 тысяч километров, ресурс механизма может подойти к концу. Но также датчик ломается по другим причинам:
В отличие от двухконтактного датчика, широкополосный имеет несколько иное устройство.
К нему подводится целая колодка с проводами. За что отвечает каждый из них? Ниже мы расскажем о распиновке широкополосного датчика кислорода:
Итак, мы выяснили, как работает кислородный датчик, как устроен и почему он выходит из строя. Как видите, устроен широкополосный элемент гораздо сложнее, чем двухконтактный. Тем не менее именно такой тип позволяет точно контролировать и правильно готовить топливно-воздушную смесь, не возлагаясь на усредненные параметры. В случае выхода из строя элемент нужно срочно заменить.
Где находится датчик кислорода, мы уже знаем (до и после каталитического нейтрализатора либо в районе выпускного коллектора). При замене могут возникнуть трудности. Резьба часто прикипает, а открутить датчик можно только с использованием универсальных смазок типа ВД-40.
www.syl.ru
Для полного сгорания топливо-воздушной смеси в камере сгорания двигателя, необходимо точное соотношение топлива, впрыскиваемого форсункой, и порции воздуха, поступившего в цилиндр. При таком точно дозированном составе, происходит наиболее полное сгорание топлива и выделяется наименьшее количество вредных выхлопов. Такое соотношение называется стехиометрическим. Для определения доли кислорода в отработавших газах используется кислородный датчик или лямбда-зонд.
Содержание статьи:
Электронный блок управления работой двигателя (ЭБУД) дозирует количество топлива, впрыскиваемого топливными форсунками в камеру сгорания двигателя. Датчик кислорода (или лямбда-зонд) является своеобразной обратной связью, с помощью которой электронная система управления дозирует впрыскиваемое топливо, доводя горючую смесь до стехиометрически правильной, т.е. оптимально подготовленной для воспламенения и полного сгорания в цилиндрах двигателя. Правильное дозирование топлива важно не только с экономической но и с экологической точки зрения.
В современных автомобилях устанавливаются и повсеместно используются каталитические нейтрализаторы. В них происходит молекулярное изменение выхлопных газов, которое снижает их вредность.
Кислородные датчики устанавливаются до и после катализатора. Общее их число достигает четырех, в случае V-образного двигателя, в котором есть два выпускных коллектора и соответственно два катализатора.
Обязательное наличие каталитических нейтрализаторов и лямбда-зондов обусловлено высокими экологическими требованиями к автомобильным выхлопам.
Датчики кислорода состоят из внешнего и внутреннего электрода. Внешний электрод имеет платиновое напыление и чувствителен к молекулам кислорода, а внутренний электрод изготовлен из циркониевого сплава. При прохождении кислорода, изменяется потенциал между выводами электродов, чем больше кислорода, тем выше потенциал.
Особенность циркониевого сплава в том, что его рабочая температура находится в пределах 300-1000 градусов. Поэтому, современные лямбда-зонды оснащены электрическими подогревателями. Подогреватель выполнен в виде спирали, который доводит температуру кислородного датчика до рабочей при холодном запуске.
Можно выделить несколько признаков неисправной работы датчика кислорода:
Основными причинами неисправности кислородных датчиков являются:
1. Механическая неисправность
Неисправность проводки лямбда-зонда или обмотки обогрева;
Разрушения корпуса датчика.
Эти неисправности решаются заменой датчика.
2. Ненадлежащее качество топлива
При некачественном горючем, на поверхности внешнего электрода датчика кислорода откладывается свинец в виде блестящих вкраплений. Этот слой снижает чувствительность внешнего электрода к кислороду и снижает эффективность его работы в целом.
3. Неисправность в топливной системе двигателя
Со временем , из за отложения кокса в соплах топливных форсунок, запорная игла форсунки начинает не полностью перекрывать канал и в камеру сгорания цилиндров двигателя подается избыточное количество топлива. По той же причине, вместо образования облака топливной смеси, форсунка попросту льет топливо, что в результате приводит к эффекту не полного сгорания. В камеру сгорания впрыскивается «богатая» топливная смесь, которая не успевает сгореть во время такта воспламенения. По этой причине выделяется избыточное количество угарного газа. Он оседает на поверхности внешнего электрода лямбда-зонда в виде сажи. Аналогично с предыдущим пунктом, сажа является причиной некорректной работы кислородного датчика.
Для проверки системы катализации используется специальное диагностическое оборудование. С помощью него определяют работоспособность системы. На заведенном двигателе измеряются значения сопротивления между выводами, характеристики подогрева зондов и их изменения на разных оборотах двигателя. Полученные данные сравниваются со спецификацией. Таким образом, диагностический сканер анализирует динамические характеристики работы лямбда-зондов и эффективность работы катализатора.
www.autopride.ru
Для того, чтобы добиться наибольшей продуктивности от работы двигателя необходимо обеспечить наилучшее сгорание топливно-воздушной смеси, в свою очередь для этого необходимо точно определить необходимые пропорции впрыскиваемого топлива и поступающего воздуха. Полученная смесь гарантирует наилучшее сгорание, продуктивную работу и наименьшее количество вредных веществ от выхлопа. Для определения доли кислорода в отработанных газах автомобиля, используется кислородный датчик (он же лямбда зонд, в народе).
Такой датчик используется только на инжекторных автомобилях. Лямбда зонд устанавливается в выхлопной системе автомобиля, некоторые модели авто могут содержать в комплектации 2 кислородных датчика, в таком случае один из них устанавливается до катализатора, второй – после катализатора. Применение 2 датчиков, позволяет усилить контроль, за отработанными газами автомобиля, тем самым достигнуть наиболее эффективной работы катализатора.
Как работает лямбда зонд?
Как Вам известно, дозировкой подаваемого топлива занимается электронный блок управления, он подает сигнал на форсунки о количестве необходимого топлива в камере сгорания в тот или иной момент времени. Лямбда зонд, в этом процессе выступает в качестве устройства обратной связи, благодаря которому, происходит правильная дозировка топлива на количество подаваемого воздуха. Правильно рассчитанная смесь очень важна как с экологической точки зрения, так и с экономической. На сегодняшний день, одним из важнейших требований к производству автомобилей является экологическая безопасность, поэтому новые автомобили комплектуются как правило каталитическим нейтрализатором (катализатором) и двумя датчиками лямбда зонда. Такое сочетание устройств позволяет свести к минимуму экологический вред, который наносят автомобили окружающей среде, но при возникновении поломки в одном из функциональных узлов выпускной системы, водитель попадет на приличные деньги, ведь все это не так то и дешево стоит.
Устройство лямбда зонда.
Сам датчик состоит из 2 электродов, внешнего и внутреннего. Внешний электрод сделан из платинового напыления, поэтому особо чувствителен к кислороду, из за химический свойств платины, ну а внутренний сделан из циркония. Лямбда зонд устанавливается таким способом, чтобы через него проходили отработанные газы автомобиля, при прохождении, внешний электрод улавливает кислород в отработанных газах, при этом изменяется потенциал между электродами, чем больше кислорода – тем выше потенциал! Особенностью циркониевого сплава, из которого сделан внутренний электрод – это его рабочая температура, которая достигает отметки в 300-1000 градусов. Именно по этой причине кислородные датчики имеют в своей конструкции подогреватели, которые доводят температуру самого датчики до рабочей в момент холодного запуска двигателя.
Лямбда зонды бывают 2 видов:
Эти два вида датчика между собой схожи по внешним признакам, но при этом выполняют работу различными способами.
Двухточечный датчик – это пример того датчика, который мы описывали ранее, состоит он с двух электродов, он фиксирует коэффициент избытка воздуха в топливной смеси, по величине концентрации кислорода в отработанных газах автомобиля.
Широкополосный датчик – является современной конструкцией лямбда зонда, в нем значение получают благодаря использование силы тока закачивания. По своей конструкции широкополосный датчик состоит из двух керамических элементов, двухточечного и закачивающего. Закачивающий элемент – физическим процессом закачивает в себя кислород из отработанных газов автомобиля, с использованием определенной силы тока. Датчик держит постоянное напряжение 450 мВ, если концентрация кислорода уменьшается – напряжение между электродами возрастает и подается сигнал в электронно управляющий блок. Как только сигнал поступил на ЭБУ, создается ток определенной силы на закачивающем элементе, этот ток обеспечивает закачку кислорода в измерительный зазор. В этом всем процессе, величины силы тока, которая подается на закачивающий элемент – это уровень концентрации кислорода в отработанных газах.
Основные причины и признаки неисправностей. Существует несколько признаков, по которым можно определить неисправность кислородного датчика:
Причины неисправностей:
Следите за автомобилем и своевременно выполняйте диагностику, это поможет сохранить функциональные узлы в хорошем состоянии на протяжении длительного времени.
yamotorist.ru
Несмотря на не слишком внушительные размеры и простоту устройства, кислородный датчик и, более известный как датчик лямбда-зонда играет не самую последнюю роль в работе двигателя автомобиля. Именно поэтому, его поломка может привести к довольно серьезным неприятностям, с которыми уже давно «воюют» владельцы инжекторных автомобилей. В этой статье речь пойдет о том, для чего предназначено данное устройство, как обнаружить поломку кислородного датчика и произвести соответствующую замену.
Название «кислородный» для этого датчика является ошибочным, так как он реагирует совсем не на кислород. Датчик устанавливается в выхлопной системе автомобиля, возле катализатора и имеет один электрод, помещенный внутрь выхлопа. При прохождении выхлопных газов внутри системы, датчик «улавливает» не сгоревшие остатки топлива и электризуется, посылая небольшое напряжение на контроллер. Тот, на основе полученных данных, принимает наиболее рациональное решение о том, какое соотношение смеси должно быть выбрано для режима работы мотора, выбранного в данный промежуток времени. Контроллер всегда будет стараться выбрать идеальное соотношение, то есть количество бензина и подаваемого из атмосферы воздуха будет выбираться наиболее оптимальным, исходя из режима работы.
При отказе этого устройства, контроллер больше не получает важный сигнал и мгновенно переводит двигатель в аварийный режим работы. Соотношение бензина и воздуха больше не регулируется, и он подается в количествах, лишь необходимых для бесперебойной работы двигателя. Таким образом, расход увеличивается, а мотор работает в не самых приятных условиях. Данный режим предназначен для того, чтобы добраться до места ремонта.
Как и любой другой элемент автомобиля, кислородный датчик тоже имеет свойство выходить из строя. Чаще всего, об этом свидетельствует соответствующий сигнал на приборной панели автомобиля — «Check Engine». Это говорит о том, что двигатель перешел в аварийный режим работы. Чтобы убедиться в том, что проблема точно коснулась лямбда-зонд, необходимо провести электронную диагностику с помощью бортового компьютера. Код ошибки для вашего типа двигателя можно узнать из технической литературы к автомобилю. Если проблема действительно заключается в датчике кислорода, то необходимо произвести его срочную замену.
Почему датчик выходит из строя? Дело в том, что в выхлопных газах могут содержаться специальные примеси, которые отрицательно воздействуют на электроды устройства. Данные примеси попадают в выхлоп вместе с некачественным бензином, которым заправляют большинство российских автомобилей. Датчик быстро окисляется и перестает выдавать необходимые для контроллера показания. В конечном итоге, двигатель начинает переходить в аварийный режим.
Кроме некачественного бензина, датчик может сломаться из-за других неисправностей двигателя. Например, поврежденная прокладка ГБЦ, допускает попадание антифриза в камеру сгорания. Новое химическое вещество в выхлопной среде очень быстро выводит датчик из строя.
В замене лямбда зонд, на самом деле, нет ничего конструктивно сложного. Автомобиль устанавливается на смотровую яму или эстакаду и полностью обездвиживается. Делается это для того, чтобы обезопасить его и мастеров от случайного перемещения автомобиля и травматизма.
С аккумулятора скиньте «минусовую» клемму, чтобы исключить возможность возникновения короткого замыкания при работе с электронными приборами. Контактный штекер датчика тоже отсоединяется, таким образом, датчик, с электрической точки зрения, полностью готов к замене.
Открутите датчик из катализатора с помощью соответствующего ключа. Выполнять данную работу нужно только на холодном двигателе, иначе есть риск получить серьезную термическую травму. Если устройство выкручивается с трудом или вообще не поддается, не нужно брать его «силой», так как есть риск очень хорошо испортить катализатор, и тогда неисправности выхлопной системы выйдут гораздо дороже. Если датчик «прикипел», обработайте его с помощью керосина или тормозной жидкости, в лучшем случае — WD-40. После этого, дайте ржавчине раскиснуть и тогда снова попробуйте открутить датчик. Обычно, после такой обработки, снять его становится не такой уж и большой проблемой.
Как только датчик будет выкручен, достаньте его штекер и вытащите из подкапотного пространства. Затем, закрутите новый датчик и подключите его. Старайтесь закручивать датчик как можно герметичнее, иначе есть риск получить «дыру» в выхлопе, а следовательно, неприятный звук работы двигателя.
На этом замена кислородного датчика завершена.
vipwash.ru
Администратор
11520
Если вы попали сюда по запросу о показаниях второго (2) лямбда-зонда, то вам СЮДА.
Итак, попробуем разобраться в том как работает датчик кислорода. Ну, как вы уже знаете есть много датчиков, необходимых для работы современного двигателя, но, однако функция других датчиков зачастую не так важна, как функция датчиков кислорода.
Эти датчики считывают количество несгоревшего кислорода в выхлопных газах. Затем компьютер использует это значение для баланса топливной смеси. Когда содержание кислорода в выхлопных газах увеличивается (характеризует смесь как обедненную) выходное напряжение датчиков уменьшается. Это является сигналом для ЭБУ к увеличению объема топлива подаваемого через форсунки. В свою очередь, когда содержание кислорода в выхлопных газах снижается (характеризует смесь как богатую), датчик кислорода увеличивает напряжение выходного сигнала, а компьютер реагирует путем уменьшение подачи топлива. Как только количество топлива уменьшается, мы возвращаемся к обедненной смеси, и напряжение на датчике падает. Этот процесс многократно повторяется пока двигатель работает. Это непрерывный цикл обратной связи является сердцем системы контроля подачи топлива.
Типичные показания датчика при обедненной смеси — напряжение между 0 и 0.3 В и для богатой смеси показания в диапазоне от 0.6 до 1 вольта. Идеальная воздушно-топливная смесь (14.7:1) создает напряжение на выводах датчика 0.5 В
Так почему бы просто не поддерживать постоянно дозированное количество топлива, которое изменяется с положения дроссельной заслонки? На самом деле, довольно много факторов влияют на количество топлива, которое необходимо для поддержания отношения 14.7:1. Некоторые из этих факторов: качество топлива, атмосферное давление, влажность и многое другое. Таким образом, необходимы О2-датчики (датчики кислорода)! Количество раз в единицу времени обновлений информации датчиками весьма разнятся, но большинство современных датчиков в среднем обновляют показания минимум полдюжины раз в секунду. Старые датчики обновляли показания медленно порядка одного раза в секунду, так что вы можете себе представить насколько лучше стали контролировать выхлоп современные датчики.
Старые кислородные датчики, использовавшиеся до 1982 года были 1 или 2 проводные неподогреваемого типа. Эти датчики не будут на самом деле начинать правильно регистрировать состояние выхлопной пока датчик не нагреется, чтобы достичь свой рабочий диапазон. В результате компьютер работает в режиме «открытого контура» (использование заданных топливных значений, которые фактически заставляют двигатель работать на переобогащенной смеси) в течение более длительных периодов времени. Все датчики нового типа «с подогревом» (датчик ho2s), которые включают нагревательный элемент для приведения датчика до рабочей температуры быстрее, обычно это занимает меньше минуты, так быстро, как это возможно, даже за 10 секунд — это возможно! Нагревательные элементы предотвращают охлаждение датчиков, когда двигатель работает на холостом ходу. Эти подогреваемые датчики имеют обычно 3 и 4 провода в конструкции своих разъемов.
Есть несколько различных видов датчиков, которые различаются по химическому составу и дизайну, но их назначение и функции остаются неизменными. Техника за эти годы вышла далеко за рамки того, что описано на этой странице, но есть несколько вещей, которые нужно понимать. Датчики кислорода сравнивают содержание кислорода в окружающем воздухе с содержанием кислорода в выхлопных газах. Наружного воздух попадает в датчик через отверстие в корпусе датчика или через разъем проводки. Некоторые типы датчиков генерируют (изменяют) напряжение, когда изменяется содержание кислорода в выхлопных газах, а некоторые изменяют сопротивление. Новейший тип, обогреваемые широкополосные O2 датчики (кислородные датчики) имеют диапазон напряжений от 2 до 5 вольт.
Несмотря на все их различия и фактические показания выдаваемые датчиками, компьютер обрабатывает информацию так, что у нас ожидаются значения от 0 до 1 В. Есть пара исключений, конечно. Некоторые типы кислородных датчиков «Титания» с подогревом могут производить напряжение до 5 вольт. Это значение не изменяется с помощью компьютера. Еще один тип того же датчика настроен для чтения значений противоположное тому, что вы ожидаете. Высокое напряжение указывают на бедную смесь и низкое напряжение на богатую. Эти 2 типа датчиков кислорода не распространены и использовались в основном на некоторых Ниссанах, Jeep’ах и Иглах. В каждом правиле должны быть исключения! Инженеры они такие, да, я знаю.
Вы также заметите, что на большинстве автомобилей после ’96 года, есть второй комплект датчиков кислорода за каталитическим нейтрализатором (т.е. там стоит вторая лямбда, он же 2 датчик кислорода). Их функция такая же, как и передних О2 датчиков, а их показания используются по-разному, и их целью является измерить эффективность преобразователей, а не контролировать соотношение топлива двигателя. Вы можете обратиться к нашей статье «коды по датчику кислорода» и «помощь в диагностике» для дальнейшего уточнения показаний датчиков кислорода. Эти статья содержат ценную диагностическую информацию и процедуры проведения испытаний, а также возможные причины кодов ошибок по богатой или бедной смеси. Я надеюсь, что вы нашли эту информацию полезной.
Англоязычный оригинал
С уважением, перевод предоставлен коллективом мастерской Works-Garage.
Works-Project.ru
www.beworks.ru